埃达克岩(adakite)的地球化学特征及其构造意义

埃达克岩(adakite)是一种特殊的岛弧安山岩、英安岩、流纹岩(以英安岩最常见)或英云闪长岩和奥长花岗岩。其地球化学特征表现为SiO₂56%,高铝(Al₂O₃15%),MgO常小于3%(很少超过6%),富钠,一般Na₂O>K₂O,Na₂O含量一般在4%±,K₂O含量大多在1-2%±,Y和Yb含量较低(分别为18μg/g和1.9μg/g),Sr含量较高(>400μg/g),具正Eu、正Sr异常。₈₇Sr/₈₆Sr比值常常小于0.704。埃达克岩是由年轻的(<25Ma,因此是热的)俯冲板片以小角度俯冲、并在75-85km深处(相当于角闪岩-榴辉岩过渡带)发生板片部分深融作用形成的。它是板片俯冲作用开始的一种标志。     

西准噶尔包古图I号岩体的锆石U-Pb年代学和地球化学特征

西准噶尔包古图地区发育一些小型的闪长质岩体。前人对这些小岩体开展了岩石学、年代学和地球化学等研究,然而,其成因机制和构造背景仍然存在争议,阻碍了区域构造演化和成矿作用的认识。本文在前人研究的基础上,选择包古图I号岩体为研究对象,有望揭示包古图岩体的岩石成因和构造背景。锆石U-Pb年代学研究显示,包古图I号岩体形成于（313.8±1.1）Ma。包古图I号闪长岩体以富SiO₂（58.0%~59.0%）、Al₂O₃（16.6%~17.4%）和Sr（757×10^-6~882×10^-6）,低的Y（14.6×10^-6~15.7×10^-6）和Yb（1.51×0^-6~1.60×0^-6）质量分数为特征,具有高的Sr/Y（50~59）值和弱的Eu异常,类似于俯冲成因的埃达克岩。另外,这些闪长岩具有较高的Mg（w（MgO）=3.46%~3.77%,Mg^#=52.8~53.2）,高的Cr（63.8×10^-6~74.7×10^-6）和Ni（45.2×10^-6~49.8×10^-6）质量分数,亏损HFSE（Nb,Ta和Ti）。该闪长质岩体可能由俯冲的板片熔体与上覆地幔相互作用而成。它的形成可能与西准噶尔地区晚石炭世的洋脊俯冲作用有关。     

Compositional characteristics and geodynamic significance of late Miocene volcanic rocks associated with the Chah Zard epithermal gold–silver deposit,southwest Yazd,Iran

Whole‐rock geochemical and Sr–Nd isotopic data are presented for late Miocene volcanic rocks associated with the Chah Zard epithermal Au–Ag deposit in the Urumieh‐Dokhtar Magmatic Arc (UDMA), Iran, to investigate the magma source, petrogenesis and the geodynamic evolution of the study area. The Chah Zard andesitic to rhyolitic volcanic rocks are characterized by significant Large Ion Lithophile Element (LILE) and Light Rare Earth Element (LREE) enrichment coupled with High Field Strength Element (HFSE) depletion. Our geochemical data indicate an adakitic‐like signature for the volcanic rocks (e.g. SiO₂ > 62 wt%, Al₂O₃ > 15 wt%, MgO < 1.5 wt%, Sr/Y > 70, La/Yb > 35, Yb < 1 ppm, and Y < 18 ppm, and no significant Eu anomalies), distinguishing them from the other volcanic rocks of the UDMA. The Chah Zard volcanic rocks have similar Sr and Nd isotopic compositions; the ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr(i) ratios range from 0.704 902 to 0.705 093 and the ε_Nd(i) values are from +2.33 to +2.70. However, the rhyolite porphyry represents the final stage of magmatism in the area and has a relatively high ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratio (0.705 811). Our data suggest that the andesitic magmas are from a heterogeneous source and likely to result from partial melting of a metasomatized mantle wedge associated with a mixture of subducted oceanic crust and sediment. These melts subsequently underwent fractional crystallization along with minor amounts of crustal assimilation. Our study is consistent with the model that the volcanic host rocks to epithermal gold mineralization in the UDMA are genetically related to late Miocene Neo‐Tethyan slab break‐off beneath Central Iran.     

板块俯冲与斑岩铜金成矿

绝大多数斑岩铜金矿床分布在汇聚板块边缘。研究表明高氧逸度和洋壳部分熔融是控制斑岩铜金矿床形成的两个关键因素。作为亲硫元素,铜金的性质主要受还原态的硫(S~(2-))控制,而硫的价态和性质则强烈受氧逸度的影响。矿床学家很早就发现氧逸度ΔFMQ+2是斑岩铜金矿床成矿的魔幻数字。研究发现其原因是硫的性质在此氧逸度附近发生巨变,在低氧逸度时,硫主要以硫化物的形式存在,但是当氧逸度在ΔFMQ+1. 5以上时,硫主要以硫酸根的形式存在。硫酸盐在岩浆中的溶解度通常是硫化物的10倍左右,因此在部分熔融过程中,高氧逸度可以大幅度提高硫在岩浆中的溶解度,有利于源区硫化物被破坏,以硫酸根的形式被熔出,从而大幅度提高初始岩浆中的铜(金)含量;与此同时,硫化物在岩浆演化过程中可以保持不饱和状态,有利于作为中度不相容元素的铜(金)通过岩浆演化进一步富集。在磁铁矿结晶等过程中,岩浆体系的氧逸度降低,硫酸根被还原,还原态的硫(S~(2-))将岩浆中的铜金萃取,富集到流体相,从而形成斑岩铜金矿床。这种高氧逸度岩浆通常出现在汇聚板块边缘。由于洋壳铜、金、硫含量远高于陆壳和地幔,而且俯冲带氧逸度高出地幔和下地壳约2个数量级,因此俯冲洋壳部分熔融形成岩浆的初始铜、金、硫含量远高于陆内岩浆,有利于成矿。年轻洋脊的俯冲因其高热量是显生宙以来最容易发生俯冲洋壳部分熔融的地质过程,且同时具有高氧逸度,因此洋脊俯冲是形成大型、超大型斑岩铜金矿床的最佳途径。统计结果显示,全球主要超大型斑岩铜金矿床均与洋脊俯冲有关。     

安庆-贵池矿集区宝树尖铜多金属矿床成因:来自岩石地球化学及年代学的约束

宝树尖铜多金属矿床位于长江中下游成矿带安庆-贵池矿集区,是一个新发现的矽卡岩型矿床。本文主要通过岩石地球化学和年代学方法来解释矿床的成因。锆石U-Pb年代学研究表明,宝树尖岩体形成于148. 6±3. 2Ma,是长江中下游燕山晚期的产物,为长江中下游成矿带内发现的一个较早的中酸性含矿侵入体。对于该成矿岩体及矿床的深入研究,将为区内燕山期岩浆活动及成矿提供一个不可多得的范例。岩石属于高钾钙碱性、钙碱性系列,地球化学特征显示为埃达克质岩;矿区矿石金属硫化物以方铅矿、闪锌矿、黄铜矿和黄铁矿为主,非金属矿物有透辉石、石榴石、透闪石、石英、钠长石、方解石、绿泥石和绿帘石等。矿区侵入岩主要由闪长岩和闪长玢岩组成,总体上具有高的全碱含量,低的AlT_2O_3、TiO_2、Fe_2O_3和P_2O_5含量,富集大离子亲石元素(U、Rb、Sr)和高场强元素(Nb、Ta、Ti),轻稀土富集、重稀土亏损。岩石具有高的La/Yb、Sr/Y比值,低的Yb、Y含量,属于埃达克质岩。锆石稀土元素配分图显示典型的轻稀土亏损、重稀土富集。锆石Ti温度计表明岩石形成的平均温度为674. 3℃。全岩Sr-Nd-Pb同位素特征表明岩石起源于俯冲洋壳的部分熔融。矿石黄铁矿δ~(34)S变化范围为7. 6‰～9. 6‰,表明成矿物质来源于岩浆热液和地层。锆石Eu异常特征和Ce~(4+)/Ce~(3+)比值表明形成岩石的岩浆具有高氧逸度,这有利于Cu、Au、Zn等成矿物质的迁移。结合区域地质背景,我们认为宝树尖矽卡岩型矿床的形成过程是:燕山期太平洋板块向中国东部俯冲,导致板片部分熔融产生埃达克质岩浆,最后经埃达克质岩浆分异形成的含矿气水热液在地壳浅部与上覆寒武系灰岩发生接触交代作用。     

西秦岭北缘与埃达克岩和喜马拉雅型花岗岩有关的斑岩型铜-钼-金成矿作用

埃达克岩是以往20年中特别引起人们兴趣和关注的与成矿有关的中酸性岩浆岩之一,而喜马拉雅型花岗岩是最近提出来的也与地壳加厚有关的花岗岩类。本文的研究表明,在西秦岭北缘存在印支期的埃达克岩和喜马拉雅型花岗岩,而且它们均与金、铜、钼等成矿作用有关。研究表明,本区阿姨山和德乌鲁-黑河地区的埃达克岩和喜马拉雅型花岗岩具有较高的Mg^#数值,可能是加厚地壳底部幔源岩浆和壳源岩浆混合形成的,而温泉和柴家庄地区的埃达克岩和喜马拉雅型花岗岩Mg^#低,应当是加厚的下地壳部分熔融形成的。文中介绍了西秦岭北带斑岩铜-钼-金矿带的地质背景,讨论了埃达克岩和喜马拉雅型花岗岩的特征及其与成矿作用的关系,提出了进一步找矿工作的建议。研究表明,三叠纪时期的西秦岭造山带地壳厚度大,岩浆活动频繁,找矿潜力巨大,是我国新一轮的铜钼金找矿区之一,发展前景很大。     

北天山东段阿奇山组火山岩的地球化学特征及锆石U-Pb年龄

阿奇山组分布于北天山东段觉罗塔格构造带内部的雅满苏岛弧带中,属于原雅满苏组下部的火山岩部分,而上部火山岩则属于土古土布拉克组。在阿奇山地区,阿奇山组由中-酸性火山岩、火山碎屑岩和火山碎屑沉积岩组成。岩石地球化学特征显示为钙碱性岛弧火山岩系列,火山岩主体具有高Sr、Na₂O、Al₂O₃、SiO₂, 低MgO、Y、Yb,及明显亏损HFSE、Nb、Ta等特征,与经典埃达克岩地球化学特征吻合,Nb、Sr、Sr/Y值显示为俯冲型埃达克岩。地球化学相关图解等表明岩浆同化混染作用弱、经历了辉石、斜长石、钛铁氧化物和磷灰石的分离结晶作用、且部分熔融发生在石榴石稳定域。与东部土屋-雅满苏地区阿奇山组火山岩的对比研究表明,东部地区的火山岩不具埃达克岩特征,说明埃达克岩分布的局限性。锆石U-Pb SHRIMP 谐和年龄为341.7±2.7Ma,与首次在该组中采集的化石资料完全一致,代表了火山岩的形成年龄。与其北部大南湖岛弧带中的小热泉子组、企鹅山组形成年龄（325.1±3.2Ma、322.6±2.0Ma）对比研究暗示,准噶尔板块南缘石炭纪存在构造-岩浆活动随时间由南向北迁移。     

北山柳园地区中志留世埃达克质花岗岩类及其地质意义

北山柳园地区发育的埃达克质片麻状花岗闪长岩为钙碱性岩浆系列,具有较高SiO₂ (>56%),Al₂O₃ (>15%)和较低的MgO (<3%)含量,Na₂O>K₂O; 并且具有高的Sr含量(>400×10^-6)和Sr/Y比值; 样品轻重稀土强烈分异(La/Yb)_N ＝18~86,强烈亏损重稀土Yb与Y,具有不明显的Eu异常(δEu＝0.90~0.95); 富集LREE和大离子亲石元素(LILE),而亏损HREE、高场强元素(HFSE: Nb、Ta),与世界上典型的俯冲洋壳熔融形成的埃达克岩相似。然而样品具有相对高的(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_I (0.70635~0.70636)和相对低的ε_Nd(t) (-0.8~-0.9),以及锆石具有相对较低的ε_Hf (t) (-0.8~+2.7)同位素特征,比典型的俯冲洋壳熔融形成埃达克岩具有更多的放射成因,推测可能是源区加入了地壳物质/沉积物/或特殊的洋壳(OIB/E-MORB)熔融,以及侵位过程中地壳物质的混染所造成的。埃达克质片麻状黑云母花岗岩锆石LA-ICPMS年龄为424±4Ma,代表了花岗岩埃达克花岗岩的结晶年龄。花牛山岛弧带在中晚志留世时期具有较高的地热梯度,发育了大面积高ε_Nd(t)钙碱性花岗岩和区域围岩发生了高温变质作用。因此,柳园埃达克岩是由于热的洋壳向花牛山岛弧地体俯冲过程中熔融形成的,俯冲洋壳熔融是本地区早古生代大规模地壳增生的重要方式之一。     

碧口地块麻山、木皮岩体岩石地球化学与地质年代学:对构造属性的指示意义

对侵位于康县断层南侧青川-平武断层北侧碧口地块中的麻山和木皮岩体进行了系统的锆石U-Pb年代学、岩石地球化学和Sr-Nd同位素研究。锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄分析表明木皮岩体的形成时代为226±2Ma。麻山和木皮岩体分别由二长花岗岩和花岗闪长岩组成,岩石为过铝质,主量元素特征为SiO2≥56%,Al2O3≥15%和MgO3%。岩石具有较高的Sr(578×10-6～1146×10-6)和较低的Yb(0.4×10-6～0.9×10-6)含量,Sr/Y比值介于69～139之间。岩石显示右倾的REE配分型式和弱的负Eu异常,(La/Yb)N比值为12～36。这些地球化学特征表明麻山和木皮岩体可能主要是由埃达克质岩石组成。岩石较高的ISr(0.706～0.705)和较低的εNd值(-6.5～-9.4)表明这些埃达克质岩石可能是加厚下地壳物质部分熔融的结果。麻山和木皮岩体的地球化学特征及年龄与勉-略缝合带北侧光头山等岩体一致,表明这些岩体可能代表了秦岭造山带南部晚三叠世造山加厚地壳条件下的产物,因此碧口地块可能属于南秦岭造山带,并推测麻山和木皮岩体及所在的碧口地块可能是印支期加厚的下地壳韧性流壳层向SW方向斜向挤出的结果。